در طول سال ۱۸۶۶، کشتی‌هایی از ملیت‌های مختلف متوجه موجود ناشناسی می‌شوند، که در اعماق آب‌ها زندگی می‌کند. عده‌ای گمان می‌کنند او یک کوسه بزرگ است، اما عدهٔ دیگری معتقدند که او نوعی هیولای دریایی ناشناخته‌است. اما کمتر کسی می‌تواند تصورش را بکند، که آن موجود، وسیله‌ای‌ست ساخته دست بشر. پروفسور «آروناکس» به همراه «ندلند» که صیاد نهنگ است، و یک دوست دیگر، با یک کشتی تحقیقاتی به جستجوی این هیولای زیر آب می‌روند. اما کشتی در اثر برخورد با آن موجود آسیب می‌بیند و پروفسور «آروناکس» و همراهانش، از یک زیردریایی سر درمی‌آورند. چیزی که تا کنون مانندش را ندیده و حتی تصورش را هم نکرده‌اند.پروفسور و همراهانش متوجه می‌شوند  چون از راز کاپیتان نیمو آگاه گشته‌اند، در واقع در ناتیلوس اسیر هستند و دیگر نمی‌توانند به دنیای روی آب بازگردند، اما آن‌ها حاضر نیستند، تا آخر عمر در ناتیلوس بمانند آن‌ها تلاش زیادی برای فرار از ناتیلوس می‌کنند اما موفق نمی‌شوند، فرار از ناتیلوس، غیرممکن است. کاپیتان نیمو خیلی از چیزهایی که در افسانه‌ها آمده بود را در زیردریا به آن‌ها نشان می‌دهد.